Поделиться статьей
Поддержание производительности колонки
Высокая производительность разделительной колонки – это одно из основных условий надежности анализа. Операторы ионного хроматографа (ИХ) должны регулярно проверять производительность своей колонки. В этой статье мы объясняем, как можно оценить её производительность, какие параметры следует отслеживать и какие меры можно принять для обеспечения превосходной производительности.
Первые анализы с новой разделительной колонкой
При первом использовании колонки рекомендуется проверить ее первоначальную производительность. Здесь вам поможет сертификат анализа (CoA), который вы получаете с каждым заказом колонки Metrohm. Запишите хроматограмму и используйте условия анализа, указанные в CoA: скорость потока, температуру, элюент (подвижную фазу), концентрацию аналита, размер петли и подавление.
Оцените производительность колонки, сравнив результаты со значениями в CoA (например, время удерживания, теоретические тарелки, асимметрию, разрешение и высоту пика).
Постоянное наблюдение за производительностью
Колонки, которые вы используете нужно постоянно отслеживать. Мы рекомендуем проводить эти тесты в ваших рабочих условиях, поскольку производительность зависит от типа анализа и связанных с ним условий, а также от настройки прибора. Если вы заметите снижение производительности, условия методики сыграют решающее значение, чтобы определить можно ли дальше работать с колонкой.
Далее мы объясним, как определить эффективность вашей колонки на основе пяти показателей. Вы также узнаете, как можно предотвратить или устранить снижение производительности.
Ниже можно перейти сразу к рассматриваемым темам:
Противодавление
Следите за противодавлением: при первом использовании новой колонки сохраните значение противодавления в соответствии с условиями анализа вашей методики в качестве эталона («общая переменная – common variable» в MagIC Net). Затем используйте пользовательские результаты для контроля разницы между начальным противодавлением и давлением текущего анализа.
Если вы обнаружите увеличение противодавления по сравнению с начальным значением, это говорит об оседании частиц либо в предколонке, либо в разделительной колонке. Если увеличение превысит 1 МПа, необходимо принять меры. Во-первых, вы должны проверить, какая из колонок загрязнена (предколонка или разделительная). В случае предколонки, ее следует просто заменить, поскольку она выполнила свою основную функцию. Если повреждена разделительная колонка, извлеките ее из системы, переверните и переустановите, а затем промывайте ее в течение нескольких часов в обратном направлении потока. Если это не поможет и достигается максимально допустимое противодавление для колонки, мы настоятельно рекомендуем заменить колонку.
Время удерживания
Для отслеживания изменений времени удерживания (которые сигнализируют о снижении производительности колонки) на хроматограмме отслеживается время удерживания последнего пика аналита. Для этого подходит сульфат, так как он обычно элюируется в самом конце стандартной анионной хроматограммы. Также поработайте с общей переменной в MagIC Net, чтобы сохранить начальное значение.
Нестабильное время удерживания может быть вызвано попаданием углекислого газа из окружающего воздуха или наличием пузырьков воздуха в элюенте. К счастью, эти проблемы можно легко решить (см. Таблицу 1).
Таблица 1. Предотвращение и устранение потери производительности в ИХ колонках.
| Показатель | Причина | Профилактические и исправительные меры |
|---|---|---|
| Увеличение противодавления | Частицы на предколонке | Замените предколонку. |
| Частицы на разделительной колонне | Промойте разделительную колонну в обратном направлении потока:
|
|
| Частицы в образце | Пробоподготовка, например, удаление частиц с помощью инлайн ультрафильтрации. | |
| Сокращенное время удержания | Карбонат в элюенте | Углекислый газ из воздуха влияет на баланс карбонатов/гидрокарбонатов в элюенте. Элюент карбонат/гидрокарбонат со временем ослабевает; гидроксидный элюент укрепляется.
|
| Пузырьки воздуха в элюенте | Пузырьки воздуха делают поток элюента нестабильным. Противодавление является индикатором нестабильного потока. Оно должно оставаться стабильным в диапазоне ± 0,1 МПа.
|
|
| Потеря емкости в колонке из-за высоковалетных ионов | Восстанавливайте колонку в соответствии с инструкцией, чтобы удалить любые неорганические отложения. | |
| Потеря разрешения | Элюент слишком старый или изготовлен неправильно | Элюенты должны быть свежеприготовленными. Убедитесь, что они произведены правильно и, в частности, что карбонат и гидрокарбонат не перепутаны. |
| Адсорбционный эффект загрязнений, осевших в защитной колонке | Замените предколонку. | |
| Адсорбционный эффект загрязнений, осевших в разделительной колонне | Восстанавливайте колонку в соответствии с инструкцией, чтобы удалить любые органические или неорганические отложения. | |
| Потеря теоретических тарелок | Предколонна загрязнена | Замените предколонку. |
| Разделительная колонка загрязнена | Восстанавливайте колонку в соответствии с инструкцией, чтобы удалить любые органические или неорганические отложения. | |
| Разделительная колонка перегружена | Разделительная колонка может быть перегружена такими факторами, как высокое содержание соли в матрице образца.
|
|
| Мертвый объем в ИХ системе |
|
|
| Асимметрия | Мертвый объем или загрязнение на предколонке | Замените предколонку. |
| Разделительная колонка загрязнена | Восстанавливайте колонку в соответствии с инструкцией, чтобы удалить любые органические или неорганические отложения. |
Колонка также может потерять немного емкости. Например, по причине наличия высоковалентных ионов, которые трудно удалить из-за сильного притяжения к неподвижной фазе. Затем колонку следует восстановить в соответствии с инструкцией для удаления любых загрязнений. Если регенерация не помогла, рассмотрите возможность замены колонки, особенно в случае возрастающей потери емкости.
Потеря емкости также может произойти, если функциональные группы постоянно отделены от стационарной фазы. В таком случае колонку восстановить нельзя, остается только заказать новую.
Разрешение
Контролируйте хроматографическое разрешение, сравнивая измерения контрольного стандарта с начальным эталонным значением. Если разрешение R > 1,5, сигнал считается отделенным от базовой линии (см. иллюстрацию ниже). Однако в случаях с высококонцентрированными матрицами и для пиков с более широким разбросом значение разрешения должно быть выше, чтобы обеспечить разделение базовой линии.
В случае потери разрешения, сначала убедитесь, что дело не в элюенте или ИХ системе. Исключив эти причины, обратите примание на загрязнения в предколонке или разделительной колонке. Они могут быть причиной адсорбционного эффекта. Загрязненную предколонку следует заменить. Если загрязнена разделительная колонка, ее следует восстановить в соответствии с инструкцией по колонке, чтобы очистить ее от любого органического или неорганического загрязнения. Если потеря разрешения прогрессирует, замена колонки неизбежна.
Теоретические тарелки
Сохраните начальное количество теоретических тарелок в MagIC Net как общую переменную, как упоминалось ранее для других параметров. Обычно используется последний пик элюирования – на анионных хроматограммах сульфат снова оказался бы подходящим вариантом. Теоретические тарелки также зависят от концентрации аналита. Поэтому в идеале отслеживайте этот параметр во время контрольных стандартных измерений, а не во время измерений образцов. Вы можете отслеживать изменение количества теоретических тарелок с помощью пользовательских результатов в MagIC Net.
Уменьшение теоретических тарелок иногда намекает о мертвом объеме в ИХ системе (Таблица 1). Вы можете наблюдать маленькое количество теоретических тарелок, если колонка была перегружена, например, высокой концентрацией соли в матрице образца. Если количество теоретических тарелок уменьшается более чем на 20%, это указывает на снижение производительности колонки. В зависимости от требований методики может потребоваться решение проблемы.
Если предколонка является причиной снижения производительности, ее следует заменить. Если проблема связана с разделительной колонкой, мы рекомендуем восстановить колонку в соответствии с инструкцией, чтобы удалить любое органическое или неорганическое загрязнение. Если это не поможет, следует подумать о замене колонки, особенно если наблюдается тенденция к дальнейшему снижению.
Асимметрия
Определите начальную асимметрию аналитов, измерив контрольный стандарт в условиях анализа вашей методики. Сохраните его как общую переменную, а затем отслеживайте пользовательские результаты, чтобы наблюдать за развитием асимметрии с течением времени. Приемлемые значения асимметрии зависят от анализируемого вещества. Например, пики кальция и магния изначально имеют относительно высокие значения асимметрии.
Асимметрия определяется как расстояние от центральной линии пика до нисходящей стороны пика (B на рисунке ниже), деленное на расстояние от центральной линии пика до восходящей стороны пика (A на рисунке ниже). , где оба расстояния измерены на уровне 10% от высоты пика. В некоторых фармакопеях могут использоваться другие цифры – пожалуйста, ознакомьтесь с требованиями в вашей стране.
AS > 1 означает, что пик имеет хвост, а AS < 1 соответствует вершине пика. Оптимальный результат достигается при асимметрии пиков, максимально близкой к 1. Считается, что производительность колонки ухудшается, когда асимметрия AS >2 или AS <0,5. В зависимости от требований методики нужно принять меры для улучшения симметрии и обеспечения лучшего интегрирования.
Причина высоких значений асимметрии может быть связана с ионным хроматографом, например, из-за мертвого объема. Если это не так, важно выяснить, вызвана ли асимметрия проблемами с предколонкой или с разделительной колонкой. Если проблема в предколонке, ее следует заменить. В случае с разделительной колонкой, ее следует сначала восстановить в соответствии с инструкцией по колонке для удаления любого органического или неорганического загрязнения. В противном случае, колонку придется заменить. Дальнешее развитие тенденции к более высоким значениям асимметрии говорит нам о неизбежной замене.
Заключение
Существует множество способов оценки производительности колонки и отслеживания конкретных показателей на протяжении всего срока ее службы. Надлежащее техническое обслуживание может продлить срок службы разделительной колонки, также для дополнительной защиты следует всегда использовать предколонку. Далее можно почитать и другие статьи на эту тему!
